دلایل عدم مشاهده رنگ‌ها در شرایط تاریکی چیست؟

به گزارش خبرآنلاین و به نقل از یک پزشک، مشاهده رنگ‌ها همواره به عنوان یک پدیده شگفت‌انگیز تلقی می‌شود. تصور کنید یک اتاق که در غروب با نور ملایم خورشید روشن می‌شود؛ در این فضا، اشیای مختلف هر کدام دارای رنگ مخصوص به خود هستند. اما با تاریک شدن شب و خاموش شدن چراغ‌ها، همه چیز به سایه‌های خاکستری بدل می‌شود. در این حالت، اشیا ناپدید نمی‌شوند، اما رنگ آن‌ها کاملاً محو می‌شود گویی چشم ما تصمیم می‌گیرد که جهان را به سادگی ببیند.

سوالی که پیش می‌آید این است که اگر رنگ جزئی از ماهیت اشیاء است، چرا در شرایط کم نور محو می‌شود؟ و اگر رنگ به نور وابسته است، چرا مغز قادر به تخمین آن در تاریکی نیست؟ برای پاسخ به این پرسش، بررسی فیزیک نور و ساختار پیچیده چشم انسان ضروری است.

نور سفید به ظاهر ساده به نظر می‌رسد؛ اما در واقع ترکیبی از رنگ‌های مختلف است. زمانی که این نور به اشیاء می‌تابد، هر جسم بخشی از نور را جذب و بخشی را بازتاب می‌دهد. آنچه ما مشاهده می‌کنیم، همان نور بازتابی است. به همین خاطر می‌گوییم “رنگ جزئی از نور است”. به همین دلیل وقتی نور ضعیف می‌شود، مواد لازم برای دریافت تصویر رنگی نیز کاهش می‌یابد.

نیوتن اولین فردی بود که ثابت کرد نور سفید واقعاً ترکیب رنگ‌هاست. زمانی که پرتو نور از منشوری عبور می‌کند، رنگ‌ها به صورت طیفی از قرمز تا بنفش تجزیه می‌شوند. این تجزیه، که به “تفریق نور” معروف است، نشان می‌دهد که هر رنگ دارای طول موج خاص خود است.

در زندگی روزمره، اشیاء معمولاً تلفیقی از طول موج‌ها را بازتاب می‌دهند. به عنوان مثال، اگر پارچه‌ای قرمز به نظر می‌رسد، در واقع بیشتر طول موج‌های قرمز را بازتاب می‌دهد. بنابراین رنگی که می‌بینیم نتیجه ارتباط نور و سطح اشیاء است و به همین دلیل با کاهش نور، تصویر ما از جهان تغییر می‌کند.

در تاریکی، نور به اندازه‌ای کاهش می‌یابد که رنگ‌ها تقریباً قابل مشاهده نیستند و تنها تفاوت‌های اندکی میان سایه‌ها و روشنایی‌ها وجود دارد. سلول‌های شبکیه چشم انسان به دو نوع تقسیم می‌شوند: سلول‌های مخروطی و میله‌ای. سلول‌های مخروطی به تشخیص رنگ‌ها کمک می‌کنند و در نور مناسب کارایی بهتری دارند، در حالی که میله‌ای‌ها برای نور کم طراحی شده‌اند و بیشتر سایه‌های روشن و تیره را تشخیص می‌دهند.

وقتی نور کاهش می‌یابد، سلول‌های مخروطی فعالیت خود را از دست می‌دهند و سلول‌های میله‌ای کنترل بینایی را بر عهده می‌گیرند. در این زمان رنگ‌ها محو می‌شوند و تصویر تنها به صورت “سیاه و سفید” قابل مشاهده است؛ به این وضعیت “دید اسکوتوپیک” گفته می‌شود.

گاهی گفته می‌شود که “چشم انسان در تاریکی عادت می‌کند و همه چیز را مثل روز می‌بیند”، اما این تصور نادرست است. چشم‌ها ممکن است حساس‌تر شوند اما هرگز نمی‌توانند بدون نور کافی رنگ‌های کامل را بازسازی کنند.

همچنین، برخی افراد فکر می‌کنند که قدرت دید رنگی در شب دارند که معمولاً به‌واسطه وجود یک منبع نوری ضعیف است که ناخواسته فضا را روشن می‌کند و به مخروط‌ها اجازه فعالیت می‌دهد. در حقیقت، در تاریکی مطلق امکان مشاهده رنگ‌ها وجود ندارد.

در پایان، برخی معتقدند که رنگ خاصیت ثابتی از اشیاء است، درحالی‌که واقعیت فیزیک نور نشان می‌دهد که رنگ نتیجه تعامل نور و سطح شیء است و تغییر منبع نور می‌تواند رنگ درک‌شده را دگرگون کند.

این مباحث بین علم بینایی و تجربیات روزمره ما پلی می‌زند. آنچه می‌بینیم همواره واقعیت واقعی نیست، بلکه نسخه‌ای است که چشم و مغز بنا به شرایط برای ما می‌سازند.

زمانی که به محیط تاریک وارد می‌شویم، در ابتدا تقریباً هیچ چیز نمی‌بینیم، اما پس از چند دقیقه، کم‌کم شکل‌ها و خطوط نمایان می‌شوند. این فرآیند…در فرآیند موسوم به «تطابق با تاریکی» یا Dark adaptation، مواد شیمیایی حساس به نور در سلول‌های میله‌ای چشمی دوباره تولید می‌شوند و این امر موجب افزایش حساسیت چشم‌ها می‌گردد.

با این حال، این تطابق هرگز به طور کامل صورت نمی‌پذیرد. سلول‌های مخروطی، که مسئول دید رنگ‌ها هستند، به نور بیشتری نیاز دارند و در شرایط تاریکی طولانی، سهم محدودی از تصویر را ارائه می‌کنند. این بدان معنی است که پس از گذشت زمان، تصویر همچنان به شکل خاکستری باقی می‌ماند.

این پدیده دلیل استفاده عکاسان شب، ستاره‌شناسان و ملوانان قدیمی از نورهای قرمز کم‌قدرت را توضیح می‌دهد. نور قرمز تاثیر کمتری بر مخروط‌ها دارد و تطابق چشمی را مختل نمی‌کند، بنابراین دید در محیط‌های تاریک را بهبود می‌بخشد، هرچند رنگ‌ها به تصویر بازنمی‌گردند.

علاوه بر نور، سلامت عمومی چشم نیز تاثیر بسزایی در دید رنگ دارد. برخی اختلالات، نظیر مشکلات شبکیه یا آسیب به عصب بینایی، می‌توانند توانایی تشخیص رنگ را کاهش دهند. به عنوان مثال، در بیماری دژنراسیون ماکولا، که به آسیب بخش مرکزی شبکیه منجر می‌شود، رنگ‌ها معمولاً کدر و مرده دیده می‌شوند.

کوررنگی ارثی نیز یکی دیگر از مشکلات بینایی است که عمدتاً مختص نقص در سلول‌های مخروطی است. این افراد در شرایط نور مناسب هم قادر به تشخیص کامل برخی رنگ‌ها نیستند و در تاریکی، وابستگی بیشتری به سلول‌های میله‌ای خواهند داشت.

در مورد جانوران شب‌فعال مانند گربه یا جغد، ممکن است تصور کنیم که آن‌ها جهان را رنگی مشاهده می‌کنند. اما واقعیت این است که بسیاری از این موجودات دارای ساختاری به نام تاپتوم لوسیدم هستند که نور را دوباره استفاده می‌کند و به این ترتیب چشمان آن‌ها در شب درخشان می‌شود. این جانوران معمولاً تعداد بیشتری سلول میله‌ای دارند و سلول‌های مخروطی در آن‌ها کمتر است، لذا اغلب دنیای اطراف را با محدوده‌ای محدود از رنگ‌ها می‌بینند.

مقایسه انسان با این جانوران نشان می‌دهد که تکامل برای ما اولویت دیگری قائل شده است: دید دقیق در روز و درک جزئیات رنگ‌ها. بنابراین، از دست رفتن رنگ‌ها در شرایط کم‌نور به عنوان ضعف تلقی نمی‌شود، بلکه بخشی از سازش بینایی انسان است. شناخت این تفاوت‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا واکنش‌های خود را با واقعیت‌های زیستی همسو کنیم و انتظارات غیرمنطقی از توانایی بصری خود نداشته باشیم.